JP2007336681A - Drive unit for piezoactuator and its drive method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ピエゾアクチュエータの駆動装置及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a driving device for a piezoelectric actuator and a driving method thereof.
近年、ピエゾ素子から構成された電歪公転子が用いられたピエゾモータ(電歪公転子型モータ)が開発されている。ピエゾモータは、搭載された電歪公転子にピエゾ素子の共振周波数の4相パルス信号が入力されることによって公転トルクを発生させ、電歪公転子に圧接されたロータを回転させている。ピエゾモータは、その構造が簡素であることから、小型化・薄型化が可能であり、低速・高トルク、高分解能といった利点を有している。 2. Description of the Related Art In recent years, a piezo motor (electrostrictive rotator type motor) using an electrostrictive rotator composed of piezo elements has been developed. The piezo motor generates a revolution torque by inputting a four-phase pulse signal having a resonance frequency of a piezo element to an electrostrictive revolution element mounted thereon, and rotates a rotor pressed against the electrostrictive revolution element. The piezo motor has a simple structure and can be reduced in size and thickness, and has advantages such as low speed, high torque, and high resolution.
このようなピエゾモータを安定して回転させるためには、周波数がピエゾ素子の共振周波数となる駆動信号を入力する必要がある。ピエゾ素子に駆動信号を入力してピエゾモータを駆動するとき、その周波数を低い値から上昇させた場合と高い値から下降させた場合とでは、ピエゾモータの振る舞いが異なる。図5,6に、ピエゾモータの動作特性(周波数/信号電流特性)が示されている。 In order to stably rotate such a piezo motor, it is necessary to input a drive signal whose frequency is the resonance frequency of the piezo element. When driving a piezo motor by inputting a drive signal to the piezo element, the behavior of the piezo motor differs depending on whether the frequency is raised from a low value or lowered from a high value. 5 and 6 show the operating characteristics (frequency / signal current characteristics) of the piezoelectric motor.
図5に示すように、周波数を低い値から上昇させた場合には、共振周波数(復帰周波数)より低い値ではモータは停止した状態を保ち、復帰周波数を通過するとモータは回転して回転停止点に到達すると回転を停止する。これに対して、周波数を高い値から下降させた場合には、復帰周波数を通過しても停止することなく、脱調周波数で停止する。 As shown in FIG. 5, when the frequency is increased from a low value, the motor remains stopped at a value lower than the resonance frequency (recovery frequency), and when the return frequency is passed, the motor rotates to stop the rotation. When it reaches, the rotation stops. On the other hand, when the frequency is lowered from a high value, it stops at the step-out frequency without stopping even if it passes through the return frequency.
そこで、予めピエゾ素子の共振周波数と電流を測定し、そのデータを基にしてピエゾ素子に適切な駆動信号が入力される。図6に示すように、ピエゾモータの動作特性は、モータが駆動中に発生させる熱等、種々の要因により、共振周波数f0が周波数f1やf2にシフトする。そのため、所定の周波数におけるピエゾ素子に流れる電流値が変化するので、常に一定の周波数の駆動信号を入力していても定常状態を維持することが困難である。これに対処するためには、ピエゾモータから駆動電流をフィードバックし、駆動信号の周波数が適切となるように制御し、最大電流(ピーク電流)を保持する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, the resonance frequency and current of the piezo element are measured in advance, and an appropriate drive signal is input to the piezo element based on the data. As shown in FIG. 6, in the operating characteristics of the piezo motor, the resonance frequency f0 is shifted to the frequencies f1 and f2 due to various factors such as heat generated while the motor is driven. For this reason, since the value of the current flowing through the piezoelectric element at a predetermined frequency changes, it is difficult to maintain a steady state even when a drive signal having a constant frequency is always input. In order to cope with this, there is a method of feeding back the drive current from the piezo motor, controlling the frequency of the drive signal to be appropriate, and maintaining the maximum current (peak current) (see, for example, Patent Document 1).
さらに、駆動信号の周波数のフィードバック制御を行ったとしても、ピエゾモータが非線形特性を有しているので、脱調周波数に達して回転が停止する危険性がある。そのため、ある程度安定した状態を保持しながらピエゾモータを駆動することはできるが、長時間安定した状態を保持しながらピエゾモータを駆動することは困難である。さらに、ピエゾ素子それぞれによって共振周波数が微妙に異なるため、多くのピエゾ素子を安定して動作させる共通の共振周波数を設定することは困難である。さらにまた、電歪公転子は、ヒステリシス特性を持っているため同じピエゾ素子であっても共振周波数が変化する。
このように、従来のピエゾモータの駆動方法では、ピエゾモータの非線形特性や電歪公転子のヒステリシス特性等のため、安定した状態で長時間駆動することが困難であるという問題があった。 As described above, the conventional method for driving a piezo motor has a problem that it is difficult to drive in a stable state for a long time due to the nonlinear characteristics of the piezo motor and the hysteresis characteristics of the electrostrictive revolution rotator.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、安定状態で長時間駆動することができるピエゾアクチュエータの駆動装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a driving device for a piezoelectric actuator that can be driven in a stable state for a long time and a driving method thereof.
本発明に係るピエゾアクチュエータの駆動装置は、ピエゾ素子から構成され、連続的なパルスよりなる駆動信号に応じて駆動力を発生する電歪公転子と、前記駆動力を実動運動に変換する可動子とを有するピエゾアクチュエータを駆動するための装置であって、前記電歪公転子が駆動を開始する駆動開始周波数が格納される記憶部と、前記電歪公転子に流れる電流を検出する電流検出部と、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を制御する制御部とを備え、当該制御部は、前記駆動開始周波数以上の周波数帯において前記電流検出部によって検出された検出電流に応じて前記駆動信号の周波数を制御するものである。このような構成においては、ピーク電流を流すことができる駆動開始周波数の駆動信号で電歪公転子を駆動することができるので、脱調することなく、停止点に至ることなく、安定状態で長時間駆動することができる。 A drive device for a piezo actuator according to the present invention is composed of a piezo element, and an electrostrictive revolution element that generates a drive force in response to a drive signal composed of continuous pulses, and a movable that converts the drive force into an actual motion. A device for driving a piezo actuator having a child, a storage unit storing a drive start frequency at which the electrostrictive revolution element starts driving, and current detection for detecting a current flowing through the electrostrictive revolution element And a control unit that controls the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution rotator, and the control unit detects the detected current detected by the current detection unit in a frequency band equal to or higher than the drive start frequency. Accordingly, the frequency of the drive signal is controlled. In such a configuration, the electrostrictive rotator can be driven by a drive signal having a drive start frequency that allows a peak current to flow. Can be time driven.
さらに、前記制御部は、前記検出電流の電流値が上がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を上げ、前記検出電流の電流値が下がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を下げる。 Further, the control unit increases the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution rotator when the current value of the detection current increases, and when the current value of the detection current decreases, Reduce the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution.
また、前記制御部は、前記ピエゾアクチュエータに電源が投入されるのに従って、前記駆動信号の周波数を上げながら駆動信号を前記電歪公転子に入力し、当該電歪公転子が駆動を開始する前記駆動開始周波数を前記記憶部に格納する。 Further, the control unit inputs a drive signal to the electrostrictive rotator while increasing the frequency of the drive signal as power is turned on to the piezo actuator, and the electrostrictive rotator starts driving. The drive start frequency is stored in the storage unit.
本発明に係るピエゾアクチュエータは、このような駆動装置によって駆動されるものである。このような構成においては、ピーク電流を流すことができる駆動開始周波数の駆動信号で電歪公転子を駆動することができるので、脱調することなく、停止点に至ることなく、安定状態で長時間駆動することができる。 The piezo actuator according to the present invention is driven by such a driving device. In such a configuration, the electrostrictive rotator can be driven by a drive signal having a drive start frequency that allows a peak current to flow. Can be time driven.
本発明に係るピエゾアクチュエータの駆動方法は、ピエゾ素子から構成され、連続的なパルスよりなる駆動信号に応じて駆動力を発生する電歪公転子と、前記駆動力を実動運動に変換する可動子とを有するピエゾアクチュエータを駆動するための方法であって、前記電歪公転子が駆動を開始する駆動開始周波数を格納するステップと、電歪公転子に流れる電流を検出するステップと、前記駆動開始周波数以上の周波数帯において前記電流検出部によって検出された検出電流に応じて前記駆動信号の周波数を制御するステップとを備えたものである。このような構成においては、ピーク電流を流すことができる駆動開始周波数の駆動信号で電歪公転子を駆動することができるので、脱調することなく、停止点に至ることなく、安定状態で長時間駆動することができる。 A driving method of a piezo actuator according to the present invention is composed of a piezo element, and an electrostrictive revolution rotator that generates a driving force according to a driving signal composed of continuous pulses, and a movable that converts the driving force into an actual motion. A method for driving a piezoelectric actuator having a child, the step of storing a driving start frequency at which the electrostrictive revolution element starts driving, the step of detecting a current flowing through the electrostrictive revolution element, and the driving And a step of controlling the frequency of the drive signal in accordance with a detected current detected by the current detector in a frequency band equal to or higher than a start frequency. In such a configuration, the electrostrictive rotator can be driven by a drive signal having a drive start frequency that allows a peak current to flow. Can be time driven.
さらに、前記駆動信号の周波数を制御するステップでは、前記検出電流の電流値が上がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を上げ、前記検出電流の電流値が下がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を下げる。 Further, in the step of controlling the frequency of the drive signal, when the current value of the detected current increases, the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution rotator is increased and the current value of the detected current decreases. If this happens, the frequency of the drive signal input to the electrostrictive rotator is lowered.
また、本発明に係るピエゾアクチュエータの駆動方法は、前記ピエゾアクチュエータに電源を投入するステップと、当該電源投入に従って、前記駆動信号の周波数を上げながら駆動信号を前記電歪公転子に入力するステップと、当該電歪公転子が駆動を開始する前記駆動開始周波数を格納するステップとを備えたものである。これにより、ピエゾ素子によって構成された電歪公転子の電源投入時の初期状態に応じて駆動開始周波数で駆動することができる。 Further, the driving method of the piezo actuator according to the present invention includes a step of turning on the power to the piezo actuator, and a step of inputting a driving signal to the electrostrictive revolution rotator while increasing the frequency of the driving signal according to the turning on of the power. And a step of storing the driving start frequency at which the electrostrictive revolution element starts driving. As a result, the electrostrictive rotator constituted by the piezo elements can be driven at the drive start frequency according to the initial state when the power is turned on.
本発明によれば、安定状態で長時間駆動することができるピエゾアクチュエータの駆動装置及びその駆動方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the drive device of the piezo actuator which can be driven for a long time in a stable state, and its drive method can be provided.
本発明に係るピエゾアクチュエータの駆動装置は、駆動を開始する共振周波数(復調周波数)よりも高い周波数範囲で電歪公転子の駆動電流が最大となるように保持しながらピエゾアクチュエータを駆動するものである。具体的には、この駆動装置は、駆動信号の周波数を復調周波数まで徐々に上げてピエゾアクチュエータの駆動を開始させ、この復調周波数よりも高い周波数範囲でピエゾアクチュエータを駆動するものである。 The piezo actuator driving apparatus according to the present invention drives the piezo actuator while holding the electrostrictive rotator so that the drive current of the electrostrictive rotator becomes maximum in a frequency range higher than a resonance frequency (demodulation frequency) at which driving is started. is there. Specifically, this drive device gradually increases the frequency of the drive signal to the demodulation frequency to start driving the piezoelectric actuator, and drives the piezoelectric actuator in a frequency range higher than the demodulation frequency.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。本実施形態では、ピエゾアクチュエータの好適な例としてピエゾモータを用いて説明するが、これに限らず、駆動力の伝達機構を種々変更することによって種々のアクチュエータを構成することができる。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a piezo motor will be described as a suitable example of a piezo actuator. However, the present invention is not limited to this, and various actuators can be configured by variously changing a driving force transmission mechanism.
まず、図1を用いて、本発明に係るピエゾモータの駆動装置の構成について説明する。図1は、本発明に係るピエゾモータの駆動装置の一構成例を示すブロック図である。 First, the configuration of a piezo motor driving apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a driving device for a piezo motor according to the present invention.
図1に示すように、本発明に係るピエゾモータの駆動装置1は、駆動機構10、電歪公転子11、電流検出部12、制御部13、記憶部14、電圧制御発信器15(以下、VCO15と略す)を有する。
As shown in FIG. 1, a piezo
駆動機構10は、ピエゾモータを駆動させる駆動機構等であり、その詳細については後述する。電歪公転子11は、入力された駆動信号に応じて伸縮するいわゆるピエゾ素子から構成され、ピエゾモータの駆動力を発生させる。電流検出部12は、電流計等から構成され、駆動中の電歪公転子11に流れる電流を検出する。制御部13は、CPUやMPU等から構成され、当該駆動装置1の動作制御を実行する。
The
記憶部14は、ROMやRAM、ハードディスクドライブ等から構成され、ピエゾモータを駆動させるための各種処理に必要なプログラムやデータを記憶する。記憶部14には、電歪公転子11を駆動させるための駆動信号の復調周波数が格納されている。また、記録部14には、例えば、電歪公転子11に流れる電流の電流値等のデータ、これら駆動信号の周波数や電流値を用いて駆動信号を制御するための制御プログラム等がさらに格納されている。VCO15は、電歪公転子11を駆動させるための駆動信号を生成する駆動信号生成部の一例であり、入力電圧に応じて駆動信号の周波数を変化させて駆動信号を出力する。
The
このような駆動装置1では、駆動機構10が電歪公転子11を駆動させると、電流検出部13は、電歪公転子11に流れる電流を検出する。電流検出部13は検出した検出電流の電流値を制御部13に入力し、制御部13は入力された電流値を記憶部14に保存する。制御部13は、この電流値からVCO15を制御するための電圧値を算出し、この電圧値の電圧をVCO15に入力する。ここで、制御部13は、電歪公転子11に入力される駆動信号の周波数に基づいてVCO15を制御するための電圧値を算出する。
In such a
VCO15は、入力された電圧に基づいて所定の周波数の駆動信号を電歪公転子11に入力し、電歪公転子11を駆動させる。駆動装置1は、電歪公転子11が駆動を開始するまでの間、さらに電歪公転子11が駆動している間、このように電歪公転子11に流れる電流をフィードバックして電歪公転子11の制御を繰り返す。なお、これらの各機能部は、図示しないが、ピエゾモータを駆動するための電源部から電源が供給されることによって駆動する。
The
続いて、図2を用いて、本発明に係る駆動装置1の駆動機構10について具体的に説明する。図2は、本発明に係る駆動装置1の駆動機構10の一構成例を示す模式図である。
Next, the
図2(a)の外観図に、電歪公転子11の一構成例が示されている。図2(a)に示すように、電歪公転子11は、略円筒状の形状を有し、その外周に沿って4分割となるように長手方向に溝が形成されている。略円筒状の電歪公転子11の端面上にはロータ101が圧接され、電歪公転子11はロータ101に対してステータとして機能する。
A structural example of the
図2(b)の平面図に、電歪公転子11の一構成例が示されている。図2(b)に示すように、電歪公転子11の4分割された各部分は、VCO15を介して制御部13に電気的に接続されている。このとき、電歪公転子11の4分割された各部分はVCO15に並列に接続され、駆動信号の極性が周期的にスイッチングされた交番信号が印加される。すなわち、制御部13は、電歪公転子11の4分割された各部分に駆動信号を切替えて印加するスイッチング手段としても機能する。
A configuration example of the
図2(c)の波形図に、電歪公転子11に入力される駆動信号の一例が示されている。図2(c)に示すように、電歪公転子11の4分割された各部分には、例えば、位相が異なる4つの交流電圧(A相電圧、B相電圧、C相電圧、D相電圧)が印加される。B相電圧の位相はA相電圧の位相に対して90°シフトしている。C相電圧の位相は、A相電圧の位相に対して180°シフトし、D相電圧の位相はA相電圧の位相に対して270°シフトしている。すなわち、A相電圧、B相電圧、C相電圧、D相電圧の各位相は順に90°シフトしている。
An example of a drive signal input to the
この順に90°シフトした位相を有する4つの交流電圧が電歪公転子11に印加されることによって、電歪公転子11の4分割された各部分で異なった公転振動が発生する。詳細には、隣接した一組の部分同士が同じ公転振動を発生させ、これら一組の部分が回転するように公転振動が発生する。ロータ101が電歪公転子11に圧接しているので、ロータ101の重心が電歪公転子11端面の中心周りを回転するように共振する。これによって、ロータ101に回転トルクが発生し、フラフープのように偏心しながら電歪公転子11に対して公転する。このように、電歪公転子11は、制御部13が印加電圧をスイッチングすることによって、共振状態に励振して公転トルクを発生させる。
When four AC voltages having phases shifted in this order by 90 ° are applied to the
次に、図3を用いて、本発明に係る駆動装置1の動作処理について説明する。図3は、本発明に係る駆動装置1の動作処理の一例を示すフローチャートである。ここで、適宜図4を参照しながら説明する。図4は、駆動装置1によって駆動しているピエゾモータの動作特性の変化を示す模式図である。
Next, the operation process of the
初期に電源投入すると、制御部13は、VCO15を制御して、初期周波数の駆動信号を電歪公転子11に入力させる(S101)。このとき、初期周波数は、電歪公転子11を構成するピエゾ素子の共振周波数よりも小さな周波数である。制御部13は、この初期周波数から徐々に周波数を上げながら、VCO15に対して所定の周波数の駆動信号を電歪公転子11に入力させる(S102)。そして、制御部13は、電歪公転子11に設定周波数fでの回転駆動を指示する(S103)。
When the power is turned on in the initial stage, the
制御部13は、電流検出部12によって検出された検出電流によって電歪公転子11の駆動を検出する(S104)。詳細には、制御部13は、電流検出部12から入力される検出電流の電流値がほぼ0である場合には電歪公転子11が駆動していないと判定し、検出電流の電流値がほぼ0でない場合には電歪公転子11が駆動していると判定する。
The
制御部13は、電歪公転子11が駆動を開始するまで周波数を上げながら駆動信号を電歪公転子11に入力し、駆動開始した時点での駆動信号の周波数を記録する。詳細には、制御部13は、電歪公転子11が駆動していないと判定した場合には(S104)、電歪公転子11が駆動を開始するまで駆動信号の周波数を上げ、この駆動信号を電歪公転子11に入力する。制御部13は、電歪公転子11が駆動していると判定した場合には(S104)、その時点で入力している駆動信号の周波数f1として、さらに電流検出部12で検出した電流値を記憶部14に保存する(S105、S106)。
The
電流検出部12は、電歪公転子11が駆動を開始した後も、この電歪公転子11に流れる電流を検出し、検出電流の電流値を制御部13に入力する。制御部13は、電流検出部12から検出電流の電流値を入力されると、検出電流の電流値を一時的に記憶部14に保存する(S107)。制御部13は、さらに電流検出部12から検出電流を入力されると、この今回の検出電流の電流値と予め記憶部14に保存した前回検出時の電流値とを比較する(S108、S111)。制御部13は、この今回の検出電流の電流値と予め記憶部14に保存した前回検出時の電流値とが等しい場合には(S108)、駆動周波数fを維持する(S109)。そして、制御部13は電歪公転子12に設定周波数fでの回転駆動を指示し(S110)、電流検出部12が電歪公転子11に流れる電流を検出するステップS107に戻る。
The
制御部13は、そのときに検出した検出電流の電流値が保存された前回検出の電流値よりも大きい場合には(S108、S111)、駆動信号の設定周波数fを所定量だけ、例えば250Hz程度上げる(S112)。図4(a)に示すように、検出電流の電流値が保存した電流値よりも大きい場合には、ピエゾモータの動作特性は、周波数が上昇する方向にシフトしている。そのため、電歪公転子11の共振周波数は、駆動時に発生する熱等の種々の要因によって、予め保存した共振周波数f1よりも高くなっている。従って、電歪公転子11が現に駆動している駆動信号の周波数fが脱調周波数に近づいているので、入力する駆動信号の周波数fを上昇させる。その後、制御部13は、電歪公転子12に設定周波数fでの回転駆動を指示し(S110)、電流検出部12が電歪公転子11に流れる電流を検出するステップS107に戻る。
When the current value of the detected current detected at that time is larger than the previously detected current value stored (S108, S111), the
制御部13は、検出電流の電流値が保存した電流値よりも小さい場合には(S108、S111)、駆動信号の周波数fを所定量だけ下げる(S113)。制御部13は、この下げた駆動信号の周波数と共振周波数f1とを比較する(S114)。制御部13は、そのときの駆動信号の周波数fが共振周波数f1よりも大きい場合には(S114)、VCO15に設定周波数fでの回転駆動を指示し(S110)、電流検出部12が電歪公転子11に流れる電流を検出するステップS107に戻る。
When the current value of the detected current is smaller than the stored current value (S108, S111), the
制御部13は、下げた駆動信号の周波数fが記憶部14に格納された共振周波数f1以下である場合には(S114)、電歪公転子11を駆動させる駆動信号の周波数fを共振周波数f1に設定する(S115)。その後、制御部13は、VCO15に設定周波数fでの回転駆動を指示し(S110)、電流検出部12が電歪公転子11に流れる電流を検出するステップS107に戻る。
When the frequency f of the lowered drive signal is equal to or lower than the resonance frequency f1 stored in the storage unit 14 (S114), the
図4(b)に示すように、検出電流の電流値が保存した電流値以下である場合には、ピエゾモータの動作特性は、周波数が下降する方向にシフトしている。そのため、電歪公転子11の共振周波数は、駆動時に発生する熱等の種々の要因によって予め保存した共振周波数f1よりも低くなっている。従って、電歪公転子11を駆動している駆動信号の電流値を高くするために、入力する駆動信号の周波数fを下降させる。このときに、駆動信号の周波数fを下降させるために、駆動信号の周波数fが脱調をひきおこす可能性があるが、本発明では、駆動信号の周波数fをf1以上にしているために、脱調をひきおこす可能性がなくなる。そのために、安定して電歪公転子11を駆動させることができる。
As shown in FIG. 4B, when the current value of the detected current is equal to or less than the stored current value, the operating characteristics of the piezo motor are shifted in the direction in which the frequency decreases. Therefore, the resonance frequency of the
以上のように、本発明に係る駆動装置1では、初期電源投入時に駆動信号の周波数を低い値から上昇させることによって、駆動時に電歪公転子11に流れる電流のピーク値(最大電流値)を検出し、これに対応した共振周波数f1を検出する。それ故、電歪公転子11は、この共振周波数f1よりも高い周波数範囲において、最大電流値で駆動した状態を保持することができる。従って、脱調することなく、安定状態で長時間駆動することができる。
As described above, in the
特に、検出電流の電流値が上がった場合には駆動信号の周波数を上げるので、電歪公転子の共振周波数が上昇する方向にシフトしていたとしても、脱調するのを防ぐことができる。それとともに、検出電流の電流値が下がった場合には駆動信号の周波数を下げるので、電歪公転子の共振周波数が下降する方向にシフトしていたとしても、停止点に至ることを防ぐことができる。従って、共振周波数よりも高い周波数領域を使用しながら、いずれの回転停止点に到達することを確実に防ぐことができる。 In particular, since the frequency of the drive signal is increased when the current value of the detection current is increased, even if the resonance frequency of the electrostrictive revolution element is shifted in the increasing direction, step-out can be prevented. At the same time, when the current value of the detection current decreases, the frequency of the drive signal is lowered, so that even if the resonance frequency of the electrostrictive revolving rotator is shifted downward, it is possible to prevent reaching the stop point. it can. Accordingly, it is possible to reliably prevent any rotation stop point from being reached while using a frequency region higher than the resonance frequency.
さらに、初期電源投入時には駆動信号の周波数を徐々に上げながら電歪公転子11の駆動を開始させる。これによって、電歪公転子11を構成するピエゾ素子の状態が変化したとしても、その状態に対応することができ、最適な状態で電歪公転子11を駆動させることができる。また、初期電源投入時における電歪公転子11の共振周波数を保存することによって、2回目からの電源投入においては、保存された共振周波数から起動して動作を行うことができる。これによって、電源投入とともに常にモータを速やかに起動することが可能である。
Further, when the initial power is turned on, driving of the
1...ピエゾモータの駆動装置、10...駆動機構、11...電歪公転子、13...制御部、
14...記憶部、15...電圧制御発信器(VCO)
DESCRIPTION OF
14 ... storage unit, 15 ... voltage controlled oscillator (VCO)
Claims (7)
前記駆動力を実動運動に変換する可動子とを有するピエゾアクチュエータを駆動するための装置であって、
前記電歪公転子が駆動を開始する駆動開始周波数が格納される記憶部と、
前記電歪公転子に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を制御する制御部とを備え、
当該制御部は、前記駆動開始周波数以上の周波数帯において前記電流検出部によって検出された検出電流に応じて前記駆動信号の周波数を制御するピエゾアクチュエータの駆動装置。 An electrostrictive revolution rotator that is composed of piezo elements and generates a driving force in response to a driving signal composed of continuous pulses;
A device for driving a piezo actuator having a mover that converts the driving force into actual motion,
A storage unit for storing a drive start frequency at which the electrostrictive revolution element starts driving;
A current detection unit for detecting a current flowing through the electrostrictive revolution rotator;
A control unit for controlling the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution rotator,
The control unit is a drive device for a piezo actuator that controls the frequency of the drive signal in accordance with a detected current detected by the current detection unit in a frequency band equal to or higher than the drive start frequency.
前記検出電流の電流値が上がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を上げ、
前記検出電流の電流値が下がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を下げることを特徴とする請求項1に記載のピエゾアクチュエータの駆動装置。 The controller is
When the current value of the detection current has increased, increase the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution trochanter,
2. The drive device for a piezo actuator according to claim 1, wherein when the current value of the detection current decreases, the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution rotator is lowered.
前記駆動力を実動運動に変換する可動子とを有するピエゾアクチュエータを駆動するための方法であって、
前記電歪公転子が駆動を開始する駆動開始周波数を格納するステップと、
電歪公転子に流れる電流を検出するステップと、
前記駆動開始周波数以上の周波数帯において、前記電流検出部によって検出された検出電流に応じて前記駆動信号の周波数を制御するステップとを備えたピエゾアクチュエータの駆動方法。 An electrostrictive revolution rotator that is composed of piezo elements and generates a driving force in response to a driving signal composed of continuous pulses;
A method for driving a piezo actuator having a mover that converts the driving force into actual motion,
Storing a driving start frequency at which the electrostrictive rotator starts driving;
Detecting the current flowing through the electrostrictive revolution,
And a step of controlling the frequency of the drive signal in accordance with a detected current detected by the current detector in a frequency band equal to or higher than the drive start frequency.
前記検出電流の電流値が上がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を上げ、
前記検出電流の電流値が下がった場合には、前記電歪公転子に入力される駆動信号の周波数を下げることを特徴とする請求項5に記載のピエゾアクチュエータの駆動方法。 In the step of controlling the frequency of the drive signal,
When the current value of the detection current has increased, increase the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution trochanter,
6. The method for driving a piezo actuator according to claim 5, wherein when the current value of the detected current decreases, the frequency of the drive signal input to the electrostrictive revolution rotator is lowered.
当該電源投入に従って、前記駆動信号の周波数を上げながら駆動信号を前記電歪公転子に入力するステップと、
当該電歪公転子が駆動を開始する前記駆動開始周波数を格納するステップとを、さらに備えたことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のピエゾアクチュエータの駆動方法。 Powering on the piezo actuator;
Inputting the drive signal to the electrostrictive trochanter while increasing the frequency of the drive signal according to the power-on;
The method of driving a piezo actuator according to claim 5, further comprising a step of storing the drive start frequency at which the electrostrictive revolution element starts driving.
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